一種用于學(xué)生寢室的自動(dòng)化節(jié)能電路設(shè)計(jì)

張鈺等

摘 要：傳統(tǒng)的學(xué)生寢室供電系統(tǒng)在晚上斷電后，電路開(kāi)關(guān)并沒(méi)有斷開(kāi)，次日來(lái)電時(shí)電路自動(dòng)通電，造成沒(méi)有必要的電能浪費(fèi)，文章設(shè)計(jì)了一種用于學(xué)生寢室的自動(dòng)化節(jié)能電路，主要通過(guò)電路內(nèi)部構(gòu)件連接的方式來(lái)控制開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)在斷電之后開(kāi)關(guān)能夠自動(dòng)關(guān)閉，以達(dá)到自動(dòng)化節(jié)能的目的。

關(guān)鍵詞：學(xué)生寢室；自動(dòng)化；節(jié)能電路 1 背景

電路在日常生活中是無(wú)處不在，目前大部分學(xué)校的宿舍照明電路都是簡(jiǎn)單的照明電路，晚上斷電之后宿舍燈泡熄滅，如果忘了關(guān)閉開(kāi)關(guān)，第二天來(lái)電時(shí)燈泡便會(huì)自動(dòng)亮，大部分學(xué)校都是早上六點(diǎn)半來(lái)電，燈泡亮的時(shí)候同學(xué)們還沒(méi)有起床，在起床前的這段時(shí)間就會(huì)造成電的浪費(fèi)，每間宿舍每天的電量浪費(fèi)累計(jì)在一起是一筆不小的能量，而且這完全是不必要的浪費(fèi)。

文章設(shè)計(jì)了一種用于學(xué)生寢室的自動(dòng)化節(jié)能電路，主要通過(guò)電路內(nèi)部構(gòu)件連接的方式來(lái)控制開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)在斷電之后開(kāi)關(guān)能夠自動(dòng)關(guān)閉，以達(dá)到自動(dòng)化節(jié)能的目的。

2 電路設(shè)計(jì)

2.1 整體電路設(shè)計(jì)

如圖1所示：該電路包括分壓電阻、變壓器、指示燈、二極管、電容器、光電傳感器、微電腦控制中心、開(kāi)關(guān)、交流供電系統(tǒng)和外用電器，此處，外用電器代指學(xué)生寢室的各種日常用電器。整個(gè)電路分為交流供電電路和直流開(kāi)關(guān)控制電路，直流開(kāi)關(guān)控制電路用于控制交流供電電路中的開(kāi)關(guān)。其中，開(kāi)關(guān)、外用電器和交流供電系統(tǒng)構(gòu)成交流供電電路，為學(xué)生寢室提供日常用電；分壓電阻、變壓器、指示燈、二極管、電容器、光電傳感器、微電腦控制中心構(gòu)成直流開(kāi)關(guān)控制電路。開(kāi)關(guān)安裝在交流供電電路的干路上，變壓器與外用電器并聯(lián)，變壓器的輸出端輸出低壓直流電，為直流開(kāi)關(guān)控制電路提供穩(wěn)定的直流電源，電指示燈與二極管并聯(lián)起來(lái)再與電容器串聯(lián)；由指示燈與二極管并聯(lián)起來(lái)與電容器串聯(lián)的電路與分壓電阻并聯(lián)；與分壓電阻并聯(lián)起來(lái)的電路接在變壓器的輸出端；緊挨著指示燈安裝有光電傳感器；光電傳感器與微電腦控制中心相連；微電腦控制中心與開(kāi)關(guān)相連。

2.2 工作原理

如圖1所示，整個(gè)電路分為交流供電電路和直流開(kāi)關(guān)控制電路，直流開(kāi)關(guān)控制電路用于控制交流供電電路中的開(kāi)關(guān)。其中，開(kāi)關(guān)、外用電器和交流供電系統(tǒng)構(gòu)成交流供電電路，為學(xué)生寢室提供日常用電；如圖1中虛線方框內(nèi)所示，分壓電阻、變壓器、指示燈、二極管、電容器、光電傳感器、微電腦控制中心構(gòu)成直流開(kāi)關(guān)控制電路。開(kāi)關(guān)安裝在交流供電電路的干路上，變壓器與外用電器并聯(lián)，變壓器的輸出端輸出低壓直流電，為直流開(kāi)關(guān)控制電路提供穩(wěn)定的直流電源，電指示燈與二極管并聯(lián)起來(lái)再與電容器串聯(lián)；由指示燈與二極管并聯(lián)起來(lái)與電容器串聯(lián)的電路與分壓電阻并聯(lián)；與分壓電阻并聯(lián)起來(lái)的電路接在變壓器的輸出端；緊挨著指示燈安裝有光電傳感器；光電傳感器與微電腦控制中心相連；微電腦控制中心與開(kāi)關(guān)相連。

該處設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)是一種類(lèi)似于保險(xiǎn)閘的開(kāi)關(guān)，通過(guò)信號(hào)可以使其斷開(kāi)，斷開(kāi)后只能人為打開(kāi)；變壓器輸出直流電后，其左端為負(fù)級(jí)，右端為正極。

當(dāng)交流供電系統(tǒng)突然通電時(shí)，變壓器立即向直流開(kāi)關(guān)控制電路供入低壓直流電，電流穩(wěn)定后，分壓電阻兩端的電壓等于變壓器的輸出直流電壓，同時(shí)電容器兩端的電勢(shì)差等于分壓電阻兩端的電壓。并且，由于二極管此時(shí)對(duì)指示燈起到一個(gè)短路作用，指示燈中并無(wú)電流。

當(dāng)交流供電系統(tǒng)突然斷電時(shí)，變壓器停止工作，由于電容器兩端存在電勢(shì)差，電容器會(huì)在分壓電阻、二極管、指示燈以及電容器組成的回路中瞬間放電，瞬時(shí)電流從電容器的右端流出，此時(shí)由于二極管的單向通電性，瞬時(shí)電流從指示燈流過(guò)，使指示燈產(chǎn)生短暫的發(fā)光。光電傳感器感應(yīng)到指示燈發(fā)光后，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸送到微電腦控制中心，微電腦控制中心接受到電信號(hào)之后控制開(kāi)關(guān)使其斷開(kāi)。

由于開(kāi)關(guān)只能人為的進(jìn)行打開(kāi)，當(dāng)交流供電系統(tǒng)再次開(kāi)始供電時(shí)，由于開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，外用電器所在的交流供電電路不會(huì)通電。僅當(dāng)人為打開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，外用電器所在的交流供電電路才通電。

3 設(shè)計(jì)相關(guān)說(shuō)明

由于在實(shí)際的宿舍電路中，各個(gè)學(xué)校的情況不一樣，此電路只適合大多數(shù)宿舍供電電路，而且只是針對(duì)宿舍照明電路，各項(xiàng)構(gòu)件的具體參數(shù)還需要在實(shí)際電路操作中檢驗(yàn)才能確定。

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